CN1029304C - 塑料容器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种塑料容器，包括注塑成型的平面端壁(1)和可任意设置的中间壁，上述部件最好由热塑性材料制成，元件(2)通过弯曲或折叠至少形成侧壁的一部分，或者形成外壳的一部分，至少有一个封闭折板或门(3)，平面端壁(1)上可以设有U形法兰(8)可以部分包围经过弯曲或折叠的元件(2)的横向边缘(2′)，其特征是：经过弯曲或折叠的元件(2)是由叠层结构材料制成的合成元件，叠层材料最好分别为玻璃纤维和碳化纤维加强塑料。

Description

本发明涉及一种塑料容器，例如飞行器中的顶部行李箱，或者手推车。所述容器包括最好由热塑性材料注塑成型的平面端壁和可以任意设置在容器内的中间壁，经过弯曲或折叠至少形成容器侧壁或外壳的一部分的元件，以及至少一个封闭折板或门。最好在平面端壁上设有U形法兰，所述法兰至少包围弯曲成折叠元件的横向边缘的一部分。
本发明还涉及制造塑料容器的方法。
在美国专利US-4，019，674中描述了一种结构件，尤其是所述的容器，其中形成外壳以及封 闭折板的元件与平面端壁相连，预先分别制造出单独的元件，然后使这些单独的元件相互连接。为了将上述元件连接在一起，沿着端壁边缘设置U形法兰，以便***形成容器外壳的元件的横向边缘。在公开的实例中，采用聚乙烯或聚苯乙烯这两种热塑性材料作为端壁。而形成容器外壳的元件特别由纤维板材构成，例如由纤维加强的元件构成。
但是，在上述专利说明书中，找不到有关在航空工业中采用上述结构件，为此设有叙述在制造过程中如何获得需要的强度，并且同时获得重量轻的结构件的内容。特别是将元件成型为容器外壳，在上述专利说明书中没有说明有关在航空技术领域中采用时如何构成重量轻，而且刚性足够好的元件。
在衣箱制造方面，德国专利DS-2，646，247说明形成外壳的元件同样由塑料构成，并且外壳与端壁相连，端壁由聚苯乙烯，即热塑性材料制成。同样，在端壁设有U型法兰，以便使形成外壳的元件横向边缘***法兰中。在此专利说明书中说明，在所述的航空工业中不使用此容器，为此，在这份专利说明书中没有描述，也没有明显反映出容器所要求的重量和强度参数。
所谓顶部行李箱是用于诸如现代飞行器中，为存放乘客在飞行过程中的手提箱，由于在起飞和着陆过程中，或者在正常飞行和意外情况下，飞行器的内部载荷将作用在飞行器体部，在贮存空间内贮存的物体重量将使顶部行李箱受很高的机械应力作用。因此，当今已经主要采用现代纤维合成材料制造顶部行李箱。纤维合成材料主要是玻璃纤维加强材料，最近也采用碳化纤维加强材料，原则上可以使用下面两种不同的制造方法。
采用平面叠层材料制造容器元件，通过已知的来自家具制造业的连接方法组装元件，使其形成行李箱（按尺寸切割平板、折叠平板）。因为叠层平板有给定的单位平面重量，上述元件和连接件常显示出比较重的重量，加工过程适于自动完成，并且易于使行李贮存橱的元件实现标准化。通过提供非常精确而简单的加工步骤，可以获得可靠的高生产率。
按照第二种常规方法采用塑料半成品的元件，使所述元件在专用工具上组装成型。半成品元件如塑料半固化板坯和重量轻的芯体。将元件置于真空袋中，在加热炉中高温处理，并且在热压器中使元件部分受压力作用。专用工具的外轮廓相应于行李贮存橱的全部内轮廓。因为缺少连接件，为了简便安全，需要为各元件提供必要的连接。按照此方法构成的元件基本上比较轻，将其用于航空工业具有明显的优点。
但是，用这种方法制造的容器可靠性低，在生产中出现的缺陷导致需要花费很高的费用进行后期处理，并且使元件的重量增加。
上述优点对于上文中提到的所谓手推车也是特别重要的，即所述容器可以借助脚轮移动，以便在飞行过程中用所述容器贮存制作的饭食或类似物。减轻重量而不丧失强度性能意味着能够增加承载能力，同时可提高保持抵抗机械负载的能力。关于制造手推车的技术方案可以参照顶部行李箱的制造方法来提供。
为了获得所需要的箱体轮廓，所述箱体包括端壁和可以设置在箱体内的中间壁，上述方法需要比较复杂的加工步骤。因此，成型模具也比较复杂，而且价格昂贵。
除劳动强度大以外，在组装行李箱或手推车时都需要附加的连接元件，由于飞行中出现的微振动，在上述容器中存在着沿连接区域使元件损坏的危险。特别在出现意外着陆时，行李舱将承受九倍于承载物重量的作用力，这将威胁着旅客的安全。
因此，本发明的目的是提供介绍指出的一种塑料容器，其不仅制造简单、而且固有自重轻，能够可靠地在正常飞行和出现意外事件时抵抗出现的高机械负载，并且避免产生上述所有缺陷。
本发明的另一目的是提供一种制造方法，其一方面操作简单，价格经济，而且能够避免用常规方法制造塑料容器时产生的上述缺陷。
为了达到上述目的，塑料容器的特征是：可弯曲或折叠元件是合成元件，所述合成元件由叠层结构材料制造，叠层结构材料最好分别是玻璃纤维或碳化纤维加强的塑料。在这种结构中，由合成材料制成的元件至少形成容器侧壁或外壳的一部分。而且元件具有需要的强度，同时元件的重量很轻。与此同时，连同平面端壁和中间壁结合，由已知的简单技术方法注塑成型，从而保证制造方法简单易行，而且使单独的元件可靠地相互连接。
如果采用包括蜂窝状结构区域材料的半固化板坯制造合成元件，可以进一步提高容器的上述优点 和机械强度，降低塑料容器的自重。
为了使合成元件按照要求可靠地弯曲或折叠成型，还在蜂窝状结构材料所占区域之间设置间隔区。
如果封闭折板和形成侧壁或外壳的元件由一块板坯制成，按照附加的特征，容器的封闭折板与塑料容器体简单而且可靠地连接在一起。此时，在蜂窝状材料所占区域之间的中间区是很薄的材料区。所述中间区设置在容器元件和封闭折板之间。
上述用于制造塑料容器的材料也可以有利方式应用简单可靠的连接件方法相连，所述连接件例如是接头、悬挂元件、支撑架和滚子或轮子的紧固件。这些连接件可以与容器基体通过粘合剂粘接，螺纹连接、铆接连接在一起，或者同时或顺次在容器基体上注塑成型。
为了达到本发明进一步的目的，提供第一种制造上述类型的塑料容器的方法，其中用热塑性材料注塑成型半面端壁和设置在容器中的中间壁，预先分别制造可弯曲或折叠的合成元件，以及至少一块封闭折板，随后借助粘合剂连接、螺纹连接、铆接或焊接基本上使所有元件连接在一起，其特征是：用于制造可弯曲或折叠元件和至少一块封闭折板或门的半固化板坯最好设有蜂窝状结构材料，将半固化板坯放置在阴模上，如要求加热或需要加压，在热压器中加热处理。上述已知的和经过验证的制造方法可以保证以简单可靠的方式生产出具有所需强度性质的塑料容器。分别单独制造容器元件可以选择最适当。最可靠和最经济有效的制造方法。同时，通过选择材料可以保证使容器具有需要的机械强度参数。
第二种制造上述塑料容器的方法包括采用热塑性材料注塑成型平面端壁和可以设置在该处的中间壁。并且，按照本发明，半固化板坯中可以设有蜂窝状结构材料，以便制成弯曲或折叠的元件，并且可以选择地设置至少另外一部分半固化板坯，以便形成至少一块封闭折板或门。以预先确定的方案，将全部元件放置到阴模上，在要求加热或如果需要加压时，通过加热固化和处理，接着在制造过程中专门通过粘接或焊接，使容器元件相互连接。
因为附加连接元件在操作和使用中将产生危害，所以采用焊接或粘接可以避免增加连接元件，以致减轻容器重量，并且保证元件结构的可能性。对于轮廓不太复杂的单独元件，可以用简单的方法和低廉的工厂中预制。因此，不需要耗费很大精力和财力即可完成平面端壁和/或中间壁，以及半固化板坯的制造任务。此外，对于加工全部预先制成的元件的阴模，可以具有非常简单的结构，而且使一块塑料元件成型，不必构成复杂的设备。按照本发明，上述方案也将使容器的制造方法既经济又简便。
按照本发明制造塑料容器也非常简便，其中为了改善和简化单独元件之间相互紧固连接，以公知的方法将弯曲或折叠的合成元件的侧边缘，或者半固化板坯的侧边缘***端壁的法兰中，端壁的法兰最好为U形结构。这不仅可以改善最终容器的性能，而且在最后使容器元件相互连接之前也可简化制造柔性的单独元件。
特别是在容器制造的实施例中，将半固化板坯放置到阴模上，此外进一步使全部元件在成型模上靠在一起，按照本发明进一步的特征，可以在弯曲或折叠元件和端壁之间的过渡区域获得特殊的固定和稳定的连接。处理前，将半固化坯件至少设置在元件侧边缘和端壁外侧相邻的区域，如果需要，可以沿全部法兰的外侧连同其余元件处理，由此在元件和端壁之间产生相互连接。
特别是在容器制造的实施例中使用阴模。一种改型实施例可以取代U形法兰，端壁只需要直接对着合成元件，设置折叠边缘，并且使端壁与容器元件的侧边缘相接触。在这种经过修改的实施例中，也存在着两元件之间的连接，借助粘合剂粘接、焊接、螺纹连接和铆接使两元件互相连接在一起，上述方案具有前面所述的优点。
在两种改型的制造方法中，在制造加工过程，可以将端壁或中间壁上的连接物注塑成型，使它们成为端壁或中间壁中的一部分。在处理过程中，利用粘合剂薄膜、液体粘接或类似物使合成元件上的连接物与合成元件相互粘接。
显然容易理介容器的制造方法被进一步简化，并且本发明提供了经过改善了、可靠的容器制造方法。因为可以避免使用附加的紧固件，甚至避免使用上述连接物，因此进一步减少了容器重量。并且，也不需要对所述部分进行分别制造和相互连接步骤。关于连接件与塑料容器连接的可靠性已在前面的有关塑料容器的段落中描述。
下面参照附图进一步解释两个塑料容器和两个较好的制造方法的实施例。
图1是飞行器内顶部行李箱的示意图;
图2是手推车的立体图;
图3是可弯曲或折叠元件的半固化板坯的示意图，并且将该元件安放到阴模上;
图4a是将预先制造出的可折叠元件放置到阴模上之前，上述部件所述状态的示意图。
图4b是将完全组装处理的塑料容器取下的示意图;
图5a和5b是按照本发明使容器元件相互连接的优选实施例的横截面图。
图1表示的实例是按照本发明制造和构成的塑料容器，它是飞行器中顶部行李箱。固定在飞行器内侧壁F上的行李箱包括平面端板1和单一的或多个经过弯曲或折叠的元件2。所述元件2由底侧面A，后壁侧面B和C，以及行李箱上部的侧面D构成。在元件2上有利地设置开口2″（见图1），可以采用折板封闭开口2″。通过开口2″可以看到位于航空器客舱内壁F和行李箱后壁之间的地区和电路或液压管线，以便进行维护和修理。行李箱面对旅客通道的一侧由封闭折板3关闭。所述封闭折板3可以呈曲线形成有棱角的弯曲轮廓。可以选择，在行李箱各端壁1之间设置中间壁（未图示）。
按照本发明制造和构成的第二个塑料容器的实施例是图2中所示的所谓手推车。采用这种容器用作为乘客装载饭食的实例，将装在盘子中的食品送上飞机，以便他们进餐，当乘客进餐完毕后，再将空盘子收回依次取走。手推车包括平面壁1，在图2中所示的情况下底和顶侧面，经过多次折叠的元件2形成四处侧壁中的三个，门3，对应于前面所述的顶部行李箱的封闭折板。在手推车中还设有中间壁1′，在侧面设有把手（未图示），以便抓住和输送手推车，在手推车的下侧装有滚轮4。
按照本发明上述各弯曲折叠的元件2是合成元件，最好其由玻璃纤维或碳纤维强化材料制成，并且由叠层结构制成。在优选实施例中，为了便于制造和强化塑料容器，上面所述的元件2由半固化板坯6制成，并且板坯6中包括由蜂窝状结构材料7（见图3）组成的区域。保证塑料容器的结构强度的蜂窝状结构材料，例如常规的蜂窝状材料，最好相互稍微隔开一定距离，以便在制造过程中使合成元件2成形为需要的形状。
为了将滚轮或脚轮4连接到各塑料容器的底部，需要连有接元件，例如接头、悬挂支架、支撑架、固定元件。可以使用粘接、螺纹连接、铆接方法连接到塑料容器上，或者通过注塑加工使这些连接件同时成型于合成元件2或端1壁上。鉴于连接方式不同、螺纹连接和铆接可以使连接部位有较高的抗剪切强度，而粘接和同时或依次注塑连接可以具有减少附加元件和附加重量的优点。如果封闭折板3和形成手推车侧壁或行李箱外壳的元件2由一块材料制成，在元件2和折板3之间设置非常薄的材料区域，或者在蜂窝状材料7的区域之间留有间隙，为此封闭折板3相对于元件2产生运动，这也是有益的。
下面结合图3和4描述两种优选的制造上述塑料容器的方法。
按照第一种制造方法，提供的平面端壁1，装在容器中的用热塑性材料通过注塑成型的中间壁，可弯曲或折叠的合成元件22和可安装在容器上的各封闭折板或门3分别预先制造。然后，通过粘合剂粘接、螺纹连接、铆接或焊接使所有的元件相互连接。在图3中描绘的优选实施例是可弯曲或折叠的元件2的制造方法简图。如果设计出可以弯曲的或弧形封闭的折板或门3，按照这种方法也可以加工出封闭折板或门3。如图所示，制备的板坯6中设有蜂窝状结构材料区域7，其获得最终元件所需要的刚性，将板坯6放置到阴模5上。模5的轮廓与塑料容器的内尺寸相对应。在蜂窝材料区域7之间的较薄材料区或者间隙易于使板坯6在阴模5周围成型。用常规方法将板坯6固定到成型模上，例如借助于真空袋。然后，在加热和选定的压力条件下，在热压器中使板坯6处理成型。
取代分别制造，包括处理，合成元件2的方法，本发明第二种制造方法是构成塑料容器的全部元件，按照预先确定的方案放置到阴模5中，用常规方法进行固定。在加热和选定的压力条件下，在热压器中处理。图4a中表示另一种经过修改的实施例。可以看到由热塑性材料注塑成型的平面端壁1和具有蜂窝状材料7的构成合成元件2的板坯6放置到阴模5上，以常规方法固定上述元件，例如采用真空袋的方法。在热压器中处理板坯后，形成 具有平面端壁1，也可以有间壁（未图示）和经过弯曲的合成元件2的塑料容器，将形成一整体的容器从模具上取下，接着进行后期加工，例如上色。
为了避免使用附加元件连接所述元件，特别要进行粘接或焊接操作，由于处理使所述元件分别相互连接。
最好，由热塑性材料注塑成型的元件1已经有连接件，例如接头、用于随后安装到飞行器舱内的支架、支撑架或附件，它们适用于注塑成型同一程序的制造过程。用于连接元件2和3的元件也可以设置在可弯曲折叠的元件2和或封闭折板3上。于是，例如铰链的一部分可以在组装前安装到元件2或封闭折板3上，并且在铰链上设有与相邻元件相配合的连接件。也可能在某些连接件之间，例如封闭折板3和可弯曲元件2的铰接件之间设置粘接膜，液体粘合剂或类似物，以便在随后进行的处理过程中使这些元件相互连接。
最后，在图5a和5b中表示了比较好的经过修改的实施例，其中已经分别折叠弯曲的元件2与平面端壁1相互连接。在图5a的上半部分中，具表示弯曲或折叠的合成元件2的横向边缘2′如何***位于端壁1的外边缘处的U形法兰8中。如果元件设计的适当，甚至在它们最后连接以前，使元件1、2造成一种将其固定在一起的***连接。
因此基本上易于使它们进行下一步操作和加工。于是在选定的这种情况下，不需要使用附加的固定件，例如在元件安装在阴模6上时使用的固定件。
在图5a的下半部分表示端壁1和合成元件2的最终连接方式的改型的实施例，其中可以采用螺栓，铆钉或类似物9进行最终连接。这种连接可以抵抗特殊的负载，因螺栓或铆钉9仅仅受剪切力作用。正如图5所示，上述螺栓或铆钉9穿过端壁1的凸缘8和合成元件2的边缘2′，并且与端壁1平行，而且在平面端壁的外侧特别是在制成的塑料容器内腔的外侧。除了这种螺纹连接有利于使三野平行接触的材料层相互连接的优点外、在塑料容器的内腔中可以避免出现所用的紧固件的凸出部分，例如螺栓9。
由于上述道理，为了避免使用螺栓、铆钉或类似的连接件9，也可以在图5a所示的实施例中只用粘合剂粘接或焊接。在图5b中表示了这种特别优良的连接方式的实施例。在这一实施例中，在平面端壁1的周边也设有U形法兰8，这些法兰8仅仅能够容纳形成元件2的板坯6的横向边缘6′。在安装端壁之前，将此板坯放置到阴5模，上设定各部分的尺寸，以致侧边缘6′超出阴模5，即将侧边缘6′放置和***法兰8内以后，端壁1的内表面可以完全与阴模5的外侧表面相接触。为了改善端壁1和板坯6之间的稳定性和连接状况，可以使用另一坯件10，最好有元件处理以前，将元件至少分别放置在板坯6的侧边缘6′的邻近处和端壁1的外侧，在此放置在法兰8的外侧，并且与固定元件固化连接。本文中的板坯10可以被限制在与侧边缘6′直接相连的区域。相应的坯件可以同样设置在相对的侧边。或者也可以沿板坯6的全部宽度设置坯件10。在上述可能的条件下，可以使用任何需要的中间物。
端壁1通过接头处理作用牢固的粘接在板坯6的侧边缘6′和坯件10之间。采用这种方式在板坯预成型的元件2和端壁1之间形成牢固的连接。
最后，应当注意到，显然也可以采用其它形式的法兰8。特别是，在使用阴模5的加工过程是，由阴模5支撑各预先制成的板坯6由形成合成元件2。有可能由折叠部件单独形成的凸缘直接连接元件2，或者夹紧板坯6的外侧边，关于元件之间的相互连接，可以采用上文中所述的技术方案。

Claims (12)

1、一种塑料容器，包括注塑成型的平面端壁(1)和可任意设置的中间壁，上述部件最好由热塑性材料制成，元件(2)通过弯曲或折叠至少形成侧壁的一部分，或者形成外壳的一部分，至少有一个封闭折板或门(3)，平面端壁(1)上可以设有U形法兰(8)可以部分包围经过弯曲或折叠的元件(2)的横向边缘(2’)，其特征是：经过弯曲或折叠的元件(2)是由叠层结构材料制成的合成元件，叠层材料最好分别为玻璃纤维和碳化纤维加强塑料。
2、按照权利要求1所述的塑料容器，其特征是：合成元件（2）由板坯（6）制成，而且其中包括蜂窝状结构材料地区。
3、按照权利要求2所述的塑料容器，其特征是：蜂窝状结构材料（7）所占的区域之间存在着间隔。
4、按照上述任何一项的权利要求所述的塑料容器，其特征是：用已知的方法将封闭折板或门（3）和形成侧壁或外壳的元件（2）制成一整体，在蜂窝状结构材料所占区域之间的中间区域分别设有较薄的材料区，设置在元件（2）和折板（3）之间。
5、按照权利要求1所述的塑料容器，其特征是：连接件，例如接头、悬挂件、支撑架和固定轮或滚子装置通过粘合剂粘接，螺纹连接和铆接连接到容器的基体上，或者通过同时或分次注塑成型使连接到容器的基体上。
6、按照权利要求1所述的塑料容器，其特征是：所述容器用于飞行器中的顶部行李箱。
7、按照权利要求1所述的塑料容器，其特征是：所述容器形成手推车。
8、一种制造上述任何一项权利要求所述塑料容器的方法，其中平面端壁（1）和可以设置在容器中的中间壁可以由热塑性材料注塑成型，预先分别制造可弯曲或折叠的合成元件（2）和至少一个封闭折板或门（3），基本上采用粘合剂粘接、螺纹连接、铆接或焊接方式使全部元件相互连接。其特征是：将用蜂窝状结构材料（7）制造的板坯（6）放置到阴模5上，在热压器中，在加热和如果需要加压时，在一定的压力条件下，加热处理板坯（6）以便制成弯曲或折叠的元件（2），以及至少一个封闭折板或门（3）。
9、一种制造权利要求1所述塑料容器的方法，其中平面端壁（1）和可以安装在容器中的中间壁最好由热塑性材料注塑成型，其特征是：在板坯（6）中可以结合有蜂窝状结构材料（7），弯曲或折叠制成元件（2），至少设置附加的板坯制成至少一个封闭折板或门（3），以预定的方案放置到阴模（5）上进行固定，在热压器中，在加热和如果需要加压时，在一定压力条件下处理，接着在加工过程中专门用粘合剂粘接或焊接、使元件之间相互连接。
10、按照权利要求8所述的方法，其特征是：可弯曲或折叠的合成元件（2）的侧边缘（2’）分别和板坯（6）的侧边缘（6’）以已知的方式***端壁（1）的法兰（8）中，所述法兰（8）可以制成U形结构。
11、按照权利要求10所述的方法，其特征是在处理前至少将坯件（10）放置在板坯（6）的侧边缘（6’）和端壁（1）外侧的相邻部分地区，如果需要，可以设置在法兰（8）的整个外侧，并且使坯件（10）与固定元件共同处理。由此，在由板坯（6）预构成元件（2）和端壁（1）之间形成连接。
12、按照权利要求9所述的方法，其特征是：在制造过程中，通过注塑成型使端壁（1）或中间壁上的连接物成为端壁或中间壁的一部分，或者成为设置在端壁或中间壁上的一部分;在合成元件（2）上的连接物借助粘接剂薄膜，液体粘合剂等的粘接作用，在处理时固定到合成元件上。
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